CN101529940B - 用于测量和测试移动电话终端设备的方法和测量系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明，所提出的测量方法以及所提出的测量设备允许通过工作参数和移动无线电发射机的发射功率以及传输格式组合指示符(TFCI)的相关来获得关于移动无线电终端设备的状态和质量的说明。

Description

用于测量和测试移动电话终端设备的方法和测量系统

本发明涉及一种用于测量移动电话终端设备(UE)的功率和质量的方法和测量系统。

在GSM、GPRS和UMTS之后，作为最新发展，如今在移动电话通信的领域中出现了HSDPA(高速下行链路分组接入)和UMTS LTE(长期演进)。HSDPA和UMTS LTE的目标是在支持数据业务方面优化UMTS系统。UMTS已经提供了快速的数据业务，譬如在384kbit/s的速率情况下以高质量传输视频数据。

基于此，HSDPA和UMTS LTE使用新的技术，这些技术允许高达14Mbit/s的数据传输率并且此外这样提高了移动通信网络的容量。结果是移动电话运营商可以为其客户提供更好的多媒体业务。

在图1中示出了HDSPA技术的示意图，特别是在HDSPA中使用的逻辑(和物理)信道的示意图。重要的是引入用于用户数据的新的传输信道，所谓的高速(物理)下行链路共享信道，HS-(P)DSCH。不同的用户共享在该信道上可用的、空中接口(Air Interface)的资源。在节点B中的智能算法决定哪个用户在何时得到数据包。该决定通过并行的信号信道(所谓的高速共享控制信道，HS-SCCH)通知用户。与UMTS不同，在HSDPA中可以每2ms进行一次分组传输，而在UMTS中至多可以每10ms传输一个新的数据包。

在上行链路中在所谓的高速-专用物理控制信道，HS-DPCCH上提供用户关于信道质量以及包确认或者否定确认的反馈。HS-DPCCH是物理上行链路信道，该信道用于传送控制信息：HARQ ACK/NACK以及信道质量信息。图2示出了HS-DPCCH的结构的示意图。

信道质量信息包括所谓的CQI值，该CQI值涉及CQI表，在3GPP规范TS 25.214(“物理层过程”)中对其进行了描述。根据实现终端设备(UE)的复杂性，对于UE的不同类型存在不同的表。例如，表1示出了UE类型1至6的CQI表。

表1：UE类型1至6的CQI映射表

定期地通过终端设备(UE)报告的CQI值通过节点B评价为如何将HS-(P)DSCH格式化的建议。借助这种格式，终端设备(UE)假定得到的HS-DSCH的块差错率在0.1以下。CQI值越大，则HS-DSCH的传输格式要求越高，即无线电连接的质量必须越好。

例如，当终端设备(UE)根据表1报告14的CQI值时，建议了传输块大小为2583比特、4信道和QPSK(正交相移键控)调制的HS-(P)DSCH格式。当HS-(P)DSCH被这样格式化时，HS-DSCH的传输块差错率被估计为低于0.1。如果节点B应当忽略终端设备(UE)的建议，并且根据更高的CQI值来选出具有更高要求的传输格式时，很可能在HS-DSCH上出现更高的传输块差错率。因此，节点B理想地应当根据终端设备(UE)的推荐来选择传输格式。

根据传输质量来选择信道编码和调制方法也被概括为名称“自适应调制和编码方法(AMC)”。

为了保证鲁棒的数据传输，HSDPA此外使用所谓的HARQ(混合自动重传请求)协议。当终端设备(UE)接收到有错误的数据包时，终端设备再次请求数据包。在重复分组传输时，节点B可以选择另一编码类型，该编码类型能够为用户实现更好的接收(增大的冗余)。编码的这种类型在专业术语中称为“冗余和星座版本”，或者简称为“冗余版本(RV版本)”或冗余类型。当包已被传送给终端设备(UE)，则节点B必须等待，直到接收到该包的确认(ACK)或者否定确认(NACK)(所谓的“停止并等待”传输机制)。同时，节点B可以通过其他HARQ过程来将其他数据包传输给该终端设备(UE)。终端设备必须支持多达8个并行的HARQ过程，这些过程等价于多达8个独立的HARQ“停止并等待”传输机制。

此外公开了每个发射机和/和接收机使用多个天线(多输入多输出或者MIMO)的方法，并且该方法原则上可以使用在HSDPA的框架中，这些方法利用了所谓的空间分集(其中(相同的)天线彼此相距某个距离但是具有相同取向地安装)和/或利用了极化分集(其中两个天线以彼此之间90°的角度差来安装)，以便减小在无线电传输中的干扰效应和借助代码复用(Code-Reuse)来提高峰值吞吐量(peak throughput)。关于细节可以参考技术报告“Physical layer aspects of UTRA High Speed DownlinkPacket Access”(3GPP规范3GPP TR 25.848)。

具有HSDPA或UMTS LTE能力的网络的结构要求特别的测试和测量解决方案。特别地，需要如下的测试和测量解决方案：这些方案提供关于所使用的终端设备的可能的错误匹配(消波，clipping)或者其一般缺陷的说明，关于有缺陷的实施的说明以及关于所使用的设备的资源效率(性能)的说明。

因此本发明的任务是，提出一种测量方法和测量系统，其提供所述信息。

根据本发明，该任务通过根据权利要求1所述的测量方法和通过根据权利要求11所述的测量系统来解决。从属权利要求包括有利的改进方案。

本发明的主要思想在于，分别根据发射功率或者TFCI(传输格式组合指示符)来显示工作参数，譬如数据吞吐量、CQI(信道质量指示符)和数据包的重传次数。在发射功率增大的情况下，在此理论上可以期望增大的CQI值、增大的数据吞吐量以及减小的重传次数。在TFCI增大的情况下(必要时取决于实施)可以期望减小的CQI值，以及在各相同的信道条件下的增大的重传次数。数据吞吐量升高到某个值，直到重传和BER(比特误码率)具有较大的影响并且由此又降低了数据吞吐量。在偏离理论上确定的理想线时，得到关于有缺陷的匹配(例如消波)、有问题的硬件、有缺陷的实施以及资源效率(性能)的说明。超出HSDPA之外，所提及的、对本发明而言重要的技术和参数此外也是UMTS LTE规范的一部分。因此，本发明并不局限于HSDPA的范围。

在本发明的一个实施形式中，测量方法包括如下步骤：选择要测量的工作参数；选择可变的参数；设置测量参数；根据所选择的可变参数来测量所选择的要测量的工作参数；以及显示测量结果；其中可以选择发射功率或者传输格式组合指示符(TFCI)作为可变的参数。

在另一实施形式中，可以选择吞吐量作为要测量的工作参数。此外，可以选择信道质量指示符(CQI)或者必需的重传的次数作为要测量的工作参数。

此外，在本发明的另一实施形式中，设置测量参数可以包括以下步骤：设置测量间隔；设置在所设置的测量间隔中的测量点数目；以及设置每个测量点的测量次数。

该测量方法还可以包括配置测量结果的显示。在此，配置可以包括选择一种或多种显示选项，其中可以显示某一测量点的测量值的方差、某一测量点的测量值的平均值以及所记录的测量结果的有效范围。

显示测量结果可以包括关于可变的参数绘出工作参数。

执行测量可以包含在所设置的测量范围上改变所选择的可变的参数。未被选择的可变的参数在此可以被保持恒定。

本发明的其他实施形式此外包含软件，该软件用于在计算机上执行根据前面描述的实施形式之一的测量方法，以及包含其上记录有相应软件的存储媒质。

根据本发明的一个实施形式的测量设备可以包含：用于选择要测量的工作参数的装置；用于选择可变的参数的装置；用于设置测量参数的装置；用于根据所选择的可变的参数来测量所选择的要测量的量的装置；以及用于显示测量结果的显示单元，其中可以选择发射功率或者传输格式组合指示符(TFCI)作为可变的参数。

本发明的这些以及其他的特点、方面和优点在下面参照附图的具体的描述中被更详细地示出，其中：

图1示出了HDSPA技术的示意图；

图2示出了HS-DPCCH的结构的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施形式的测量方法的流程图；

图4a、4b、4c示出了与发射功率和TFCI相关的、所测量的CQI值和吞吐量值的视图；

图5a、5b、5c示出了与发射功率和TFCI相关的、所测量的重传(重复)的视图；

图6示出了根据本发明的一个实施形式的、带有测量设备的测量系统的示意图；以及

图7示出了用于将图6中的测量设备确定参数的对话，以执行根据本发明的一个实施形式的测量方法。

图3示出了根据本发明的一个实施形式的测量方法300的流程图。

首先可以在步骤310中选择要测量的工作参数。在本发明的一个实施形式中，可以选择吞吐量、由终端设备反馈的信道质量指示符CQI或者所需的重传(重复)次数作为测量量。在此要说明的是，根据本发明的测量方法并不局限于所提及的三种工作参数，而是它们仅仅作为例子来说明。其他的工作参数是可能的，当结合根据本发明的可变的参数来测量时，这些工作参数能够说明所使用的设备的状态和质量。

在步骤320中可以选择可变的参数。在该实施形式中，可以选择发射功率或者传输格式组合指示符作为可变的参数。在此，执行步骤310和320的顺序无关紧要。

在随后的步骤330中，可以设置测量参数。在本发明的一个实施形式中，设置测量参数可以包括设置测量间隔。此外，设置测量参数可以包括设置在给定的测量间隔中(譬如在事先设置的测量间隔中)的测量点数目。此外可能的是，设置每个测量点的测量次数。

随后，在步骤340中根据所选择的可变的参数来测量选择的工作参数，其方式是所选择的可变的参数以固定的间隔变化，并且在每个给定的测量点上对所选择的测量量进行给定次数的测量。

在步骤350中，最后显示获得的测量结果。在本发明的一个实施形式中，显示所获得的测量结果包括在合适的坐标系中关于可变的参数绘出所选择的测量量。

在本发明的另一实施形式中，显示的类型可以在附加的方法步骤中进行配置。对测量结果的显示的配置可以包括从多种显示选项中选择一种显示选项。例如，根据本发明可能的是，使得显示对于某一测量点的测量值的方差(Variance)。此外可能的是，使得显示对于某一测量点的测量值的平均值(平均值＝Average)。此外也可以显示所记录的测量结果的有效范围(限制)。

显示测量结果的实施例在随后的图4a、4b、4c和5a、5b和5c中示出。

图4a、4b和4c示出了与发射功率和TFCI相关的、所测量的CQI值和吞吐量值的视图。图4a示出了上面描述的显示方面：工作参数CQI的方差、平均值和限制，它们根据发射功率来测量并且在二维的坐标系中绘出。方差在此通过在每个测量点上的竖直条来示出，其中该竖直条通过每个测量点的各最大测量值和最小测量值来限制。平均值通过圆圈来示出。有效范围对应于通过虚线形成边界的区域。在本发明的一个实施形式中，在该区域之外的测量结果可以以特别的形状或者颜色来示出，以便更清楚以及有助于进行解释。

类似图4a，图4b示出了如下可能的显示方面：与传输格式组合指示符(TFCI)相关地测量的、工作参数CQI的平均值和限制。与图4a和4b的方式类似地，图4c最后示出了所测量的平均的数据吞吐量(单位为kbit)。

如从图中表明的那样，这些视图分别涉及具有两个天线A和B的系统。换言之，这些视图涉及2×2MIMO(多输入多输出)系统。

图5a、5b和5c示出了相同数据包的重传次数或者重新传输的次数的视图，以便根据发射功率和TFCI将该数据包无差错地投递至给定的终端设备(用户设备)UE。

柱示出了在第一次尝试(0)或者在随后的重传之一(1-6)中可以被投递的数据包的百分比部分。如果数据包甚至(在当前情况下)在六次重传之后都不能被投递，则该情况在图表中以(N)表示。最大次数并不局限于6，而是可以假设对应于所使用的传输方法或者其规范的任意值。

对于在空间复用情况中的MIMO，可以将重传的显示扩展到流的对应数目(两个或四个天线)(参见图5b)。

图6示出了根据本发明的测量系统的配置，在该配置中使用根据本发明的一个实施形式的测量设备600用于测量和测试终端设备UE。测量设备600具有一个或多个天线610、620。用于控制测量过程的控制装置630与测量设备600以及要测试的终端设备640相连。终端设备640同样具有一个或多个天线A、B。控制装置与显示单元650相连，该显示单元可以设置在测量设备600上或者设置在其中。

图7示出了用于设置测量的参数的对话700。该对话划分为多个区域，其中可以选择或者输入各设置。在区域710中可以设置要测量的工作参数。在该实施形式中，该区域提供三种不同的工作参数：吞吐量、信道质量指示符(CQI)和重传次数或者重复传输的次数。

在区域720中可以选择可变的参数(该参数应当由测量设备600或者控制装置630来改变)，以便确定与所测量的工作参数的相关性。在该实施形式中，该区域提供了两种不同的可变的参数：发射功率和所谓的传输格式组合指示符TFCI。

在区域730中可以确定测量设备600的不同的测量参数。在该实施形式中，该区域提供如下可能性：确定测量范围、测量点的数目和每个测量点的测量次数。

在区域740中可以选择不同的显示选项，其中可以进行多项选择。在该实施形式中，存在如下可能性：使得显示每个测量点的测量结果的方差和平均值以及测量结果的有效范围。

在区域750中最后可以替选地确定是否应当在单个天线运行(单个)、在双天线运行(2×)或者在四天线运行(4×)中进行。对话通过操作“同意(OK)”开关770或者“取消(Cancel)”开关760来结束。

在本申请中使用了以下缩写：

3GPP      第三代伙伴计划

ACK       确认

AMC       自适应调制和编码

BLER      块差错率

CQI       信道质量信息

DPCH      专用物理信道

DTX       不连续传输

EVM       误差向量幅度

FP        帧协议

GPRS      通用分组无线业务

GSM       全球移动通信系统

HARQ      混合自动重传请求

HSDPA     高速下行链路分组接入

HS-DPCCH  高速专用物理控制信道

HS-(P)DSCH 高速(物理)下行链路共享信道

HS-SCCH    高速共享控制信道

MAC        媒体访问控制

MAC-hs     媒体访问控制-高速

NACK       否定确认

NAS        非接入层

PHY        物理层

QPSK       正交相移键控

QAM        正交幅度调制

RLC        无线链路控制

RRC        无线资源控制

RV         冗余版本

SF         扩频因子

SML        软度量位置

TFCI       传输格式组合指示符

TS         技术规范

TTCN       树表结合表示

TTI        传输时间间隔

UE         用户设备

UMTS       通用移动电信系统

Claims (12)

1.一种用于移动电话系统的测量方法，包括以下步骤：

-选择(310)要测量的工作参数；

-选择(320)可变的参数；

-设置(330)测量参数，包括：

-设置测量间隔；

-设置在所设置的测量间隔中的测量点的数目；以及

-设置每个测量点的测量次数；

-利用多个天线来根据所选择的可变的参数测量(340)所选择的要测量的工作参数；

-显示(350)测量结果；

其中，选择信道质量指示符CQI作为要测量的工作参数，

其中，选择传输格式组合指示符作为可变的参数，并且

其中，所述移动电话系统使用高速下行链路分组接入。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其中该测量方法还包括：

-配置测量结果的显示。

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，配置测量结果的显示的步骤包括选择以下显示选项之一：

-某一测量点的测量结果的方差；

-某一测量点的测量结果的平均值；

-所记录的测量结果的有效范围。

4.根据权利要求2或3所述的测量方法，其特征在于，显示测量结果包括：

-关于可变的参数绘出测量量。

5.根据权利要求1和3中任一项所述的测量方法，其特征在于，执行测量包含：

-在所设置的测量范围上改变所选择的可变的参数。 

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，未被选择的可变的参数被保持恒定。

7.一种测量系统，包括：

-用于选择要测量的工作参数的装置(630)；

-用于选择可变的参数的装置(630)；

-用于设置测量参数的装置(630)，包括：

-用于设置测量间隔的装置(630)；

-用于设置在所设置的测量间隔中的测量点的数目的装置(630)；以及

-用于设置每个测量点的测量次数的装置(630)；

-用于根据所选择的可变的参数来测量所选择的要测量的工作参数的具有多个天线的装置(600)；

-用于显示测量结果的显示单元(650)；

其中，能够选择信道质量指示符CQI作为要测量的工作参数，

其中，能够选择传输格式组合指示符作为可变的参数，并且

其中，所述测量系统用于利用高速下行链路分组接入的移动电话系统。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其中该测量系统还包括：

-用于配置测量结果的显示的装置(630)。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其特征在于，用于配置测量结果的显示的装置还包括用于选择以下显示选项之一的装置：

-某一测量点的测量值的方差；

-某一测量点的测量值的平均值；

-所记录的测量结果的有效范围。

10.根据权利要求8或9所述的测量系统，其特征在于，显示测量结果包括显示图表，在该图表中关于可变的参数绘出所选择的工作参数。

11.根据权利要求7至9中的任一项所述的测量系统，其特征在于，用于测量的装置包含： 

-用于在所设置的测量范围上改变所选择的可变的参数的装置(630)。

12.根据权利要求11所述的测量系统，其特征在于，未被选择的可变的参数能够被保持恒定。 

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